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LAMONT GEOLOGICAL OBSERVATORY
PALISADES. NEW YORK
Technical Report CU-9-6 1 -AT(30- 1 ) 1 808 Geol.
TABLES FOR RAPID COMPUTATION
OF
POTENTIAL TEMPERATURE
Prepared by Georg Wiist
January 1961
Columbia University
in the City of New York
LAMONT GEOLOGICAL OBSERVATORY
Palisades, New York
Technical Report CU-9-6l-AT(30-l)l808 Geol.
TABLES FOR RAPID COMPUTATION
OF
POTENTIAL TEMPERATURE
Prepared by Georg Vhst
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January 1961
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Columbia University Libraries
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TABLES FOB RAPID COMHJTATIOH
OF
POTENTIAL TBCPERATUKE
Prepared by Georg VUst
Studies of the vertical distribution of temperature in the deeper ocean
waters must take into account the effects of the adiabatic processes. In
order to examine problems of the origin and spreading of deep water masses,
hydrographic sill depths of separate basins, and the density stability in
great depths, temperature observations must be compared independent of
depth. For these purposes potential temperature (the temperature that a
water sample would attain if raised adiabatically to the sea surface) is
used. Potential temperature © «= tm - At, where t m is the in situ
temperature and At is the amount of the adiabatic decrease.
V. W. Ekman (191*0 has computed values of the adiabatic temperature
gradient which are widely used. Helland-Hansen (1930) has published
convenient numerical tables and graphs for potential temperature
determination which are reproduced in this report as Table I and figures
I and II. In order to avoid rough interpolations the following more
extensive numerical table (Table II) has been prepared.
In 1958 C. Eckart (195*0 has pointed out that the coefficient of
thermal expansion used by Ekman and Helland-Hansen is doubtful, especially
at low temperature and elevated pressure. This possible source of error
does not adversely affect the distribution of potential temperature when
constructing horizontal maps for different levels or for the sea— bottom
where small differences of depth are used. However, this error would
2
influence computations of the vertical distribution of potential
temperature in the abyssal depths, if Eckart* 8 criticism is valid*
In a recent study J. D. Cochrane (1959) has compared Elman* e values
with temperature gradients observed in several important deep trenches
and basins. While acknowledging the possible effects of earth heat flow
on the adiabatic gradient as an undetermined factor, he concludes that,
"Ekman*s values of the adiabatic gradient (in the basins and trenches)
and so of thermal expansion thus seem less doubtful than Eckart suggests."
References
Cochrane, J, D., 1959* Note on the adiabatic temperature gradient of
sea water: National Research Council Publ., 600, p. 3°-36.
Eckart, C., 1958. Properties of sea water. Pt II. The equations of
state of water and sea water at low temperatures and pressures:
Am. J. Sci., 256, p. 225-240.
Ekman, V. ¥., 1914. Der adiabatische Temperatur-gradient im Meere: Ann.
d. Hydrogr. u. Mar. Meteorol., Bd. 42, S. 340-44.
Helland-Hansen, Bj, 1930* Physical oceanography and meteorology:
MICHAEL SARS North Atlantic Deep Sea Expedition 1910, Rept. Sci,
Results, Y. 1, art. 2, 17 pp.
TABLE I (after Eelland -Hansen 1930)
Adiabatic cooling in 0.01° C. when sea water ( S0/oo=34.85°/oo . (>0=28.0) which has a temperature of
tm at the depth of m metres, is raised from that depth to the surface.
3
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TABLE II
(interpolated from Table I, A)
A. Adiabatic cooling (in 0.01C) when sea water (A*34.85°/oo, cr o=28.0)
which has a temperature of tm at the depth of m metres, is raised
from that depth to the surface.
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Adiabatic variation. Corrections to be applied to Table A for depths between those found in this table.
2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Adiabatic variations. Corrections to be applied to Table B for depths between those found in this table.
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